t0g
16.02.06, 10:01
Tutaj na FN powstal dobry zwyczaj, żeby donosić, co piszą w nowych numerach
"Science".
Równiez polecam uwadze miesięcznik "Physics Today", oficjalne czasopismo
Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego (APS). Z założenia jest na trochę
wyższym poziomie, niż popularno-naukowy. Raczej jest to poziom
"popularno-naukowy" dla osób zawodowo zajmujących się fizyką. Wiadomo, żetakie
osoby są w większości skoncentrowane na jakiejś wąskiej dziedzinie, którą
uprawiają - no i nie za bardzo mają czas, by śledzić sytuację w CAŁEJ fizyce.
"Physics Today" ma to własnie ułatwić. Ale poziom artykułów wcale nie jest aż
taki znów "wyśrubowany", że "bez doktoratu z fizyki ani przystąp". Dlatego
warto miesięcznik polecic także niezawodowcom poważnie interesującym sie fizyką.
Niestety, mam on tę wadę, że nie jest w zasadzie dostępny poza prenumeratą.
Prenumeratorem jest się automatycznie, będąc członkiem APS - a poza tym,
miesięcznik prenumerują liczne biblioteki, ale głównie te naukowe. Z
dostępnością na Webie też nie jest chyba zbyt dobrze, bo w portalu czasopisma
można chyba za "friko" przeczytac tylko streszczenia artykułów. Tym nie mniej,
jeśli ktos mamożność od czasu do czasu zajrzeć, to bardzo polecam.
W najnowszym numerze ciekawy artykuł o frustracji. To pojęcie już od dawna
weszło do słownika fizycznego i może dotyczyć róznego typu układów.
Najczęściej jednak mówi sie o frustracji w przypadku uporzadkowanych sieci
magnetycznych.
Uporządkowane układy magnetyczne dobrze znamy z codziennego zycia, bo jest nim
każdy magnes i każdy kawałek materiału, który magnes przyciąga. Układy takie
wykazują jednak uporzadkowanie ferromagnetyczne, którego akurat frustracja nie
dotyczy.
Na czym polega uporządkowanie ferromagnetyczne? Ano, w pewnym uproszczeniu
ujmując: w takim układzie kazdy atom jest elementarnym "magnesikiem", rodzjem
takiej "mikro-igiełki kompasowej". Przy uporządkowaniu ferromagnetycznym
wszystkie te igiełki ustawiają sie równolegle i wszyskie czerwone końce
"patrzą" w jedną stronę, a wszystkie niebieskie - w przeciwną.
Układów magnetycznie uporządkowanych, w których te elementarne atomowe
"igiełki kompasowe" są ustawione w regularny soposób, znamy bardzo wiele.
Przytłaczająca wiekszość z nich to są jednak nie ferromagnetyki, a
ANTYferromagnetyki. To znaczy, połowa igiełek wskazuje jeden kierunek, a
połówa - przeciwny. Istnieją też uporządakowania jeszcze bardziej
skomplikowane. Wszystkie te układy jednak charakteryzują sie tym, że wypadkowy
moment magnetyczny sie w nich całkowicie znosi. Magnes ich nie przyciąga. Do
zbadania takiego uporządkowania trzeba użyć bardziej wyrafinowanych metod -
najbardziej skuteczną z nich jest dyfrakcja neutronów.
Na czym polega frustracja w takim układzie? Najpościej towytłumaczyć na
przykladzie dwuwymiarowej sieci składającej się z równobocznych trójkątów.
Magnetyczne atomy "siedzą" w każdym wierzchołku każdego trójkata. Załózmy
teraz, że miedzy atomami istnieje takie oddziaływanie, które "chce" ustawić
każdą parę sąsiadujących "igiełek kompasowych" w przeciwległych kierunkach.
Jeśli taką siec sobie narysować na kawałku papieru, to okazuje się, że takiego
ustawienia nie ma! Część igiełkowych par (dokładnie, jedna trzecia) MUSI
ustawić sie równolegle, choć oddziaływania miedzy igiełkami faworyzują
ustawienie anty-równoległe. O tych parach własnie mówimy, że są one
"sfrustrowane".
Antyferromagnetyki, choc jest ich tak wiele, do niedawna nie miały żadnych
praktycznych zastosowań. Zatem samo zjawisko antyferromagnetyzmu i rózne jego
aspekty, z frustracją włącznie, pozostawały czysta "wiedzą akademicka".
Ostatnio jednak systuacja się zmieniła, bo pewne antyferromagnetyki nagle
okazały się niezbędne do budowy układów zwanych "zaworami spinowymi", które
mozna uważac za należące do "pierwszej generacji" urządzeń spintronicznych.
Ponadto w pewnych antyferromasgnetycznych z natury kryształach wykryto
zjawisko zwane "kolosalnym magnetooporem" i jest ono w tej chwili obiektem
dużego zainteresowania. Wszystko to chyba sprawiło, że "frustracja" nagle
stała się znów bardzo modna.
Frustracja nie dotyczy wyłacznie ukladów magnetycznych. Zwykły lód też może
być sfrustrowany i o tym też mówi artykuł w "Physics Today".